如何微调反馈相位补偿电容器的选择

跨阻放大器 （TIA） 被广泛用于将传感器的电流输出（如光电二极管）转换为电压信号，因为许多电路和仪器只能接受电压输入。具有从输出到反相输入的反馈电阻的运算放大器是此类 TIA 的最直接实现方式。然而，即使是这种简单的 TIA 电路也需要在噪声增益、失调电压、带宽和稳定性之间进行仔细权衡。显然，TIA 中的稳定性对于良好、可靠的性能至关重要。本应用笔记解释了用于评估稳定性的经验计算，然后展示了如何微调反馈相位补偿电容器的选择。

剧烈震荡：为什么会发生？

图 1 到图 3 显示了一些基本的 TIA 电路。图 1 广泛用于双电源系统。图 2 是针对单电源应用对该电路进行的微小修改。由 R1 和 R2 形成的电阻分压器可确保在只有很小的暗电流流经光电二极管的无光条件下，运算放大器的输出节点高于输出电压低规范。通过确保运算放大器的输出级在线性区域内工作，该偏移改善了弱光条件下的光电检测和响应速度。但是，必须注意保持 IN+ 引脚上的偏置电压很小。否则，光电二极管中的反向泄漏电流会降低线性度并增加温度范围内的失调漂移。在某些应用中，使用图 3 中的电路，其中光电二极管直接放置在运算放大器的输入端子上。该电路避免了光电二极管上的反向偏置，尽管它需要一个缓冲参考。参考电压必须足够快以吸收应用所需的光电二极管电流。这反过来又意味着放大器 A1 必须与放大器 A2 一样快。

基本 TIA 电路（双电源）。

图 1 的基本 TIA 电路针对单电源进行了修改。

图 2 的基本 TIA 电路针对单电源进行了修改。

与任何带反馈的运算放大器电路一样，上述每个电路都可以分为一个具有开环增益 AVOL 的放大器，以及一个由电阻和光电二极管组成的反馈网络。图 4 显示了图 1 至图 3 中光电二极管的等效电路。¹ 对于大多数光电二极管，RSERIES = 0 和 RSHUNT = Infinity 是一个合理的近似值。因此，简化模型简化为与结电容并联的短路电流源。这个简化的光电二极管模型将用于后续的稳定性分析。

编辑：hfy